یکی از بزرگ‌ترین پیشرفت‌های نسل بعدی سیستم‌های مخابراتی لیزرهایی است که نه برای نابودی، بلکه برای انتقال اطلاعات بین ماهواره‌ها ارسال خواهند شد. استارلینک اسپیس ایکس به تازگی سرویس‌دهی با ارتباطات لیزری را برای برخی از مناطق کره زمین آغاز کرده و در این مطلب می‌خواهیم کمی بیشتر با این فناوری آشنا شویم.
جایگزین کردن ارتباطات فرکانس‌های رادیویی با لیزری تا حدی شبیه گذار از کابل‌های مسی در شبکه‌های اینترنت خانگی به کابل‌های فیبر نوری است. این فناوری می‌تواند سرعت ارتباطات را افزایش داده و تاخیر را پایین بیاورد.
ایلان ماسک، بنیانگذار اسپیس ایکس پیش‌تر در ماه ژوئیه 2021 در توییتی درباره این فناوری گفته بود: «ارتباطات لیزری در مدار می‌توانند به سبب سرعت بالاتر نور در خلاء و فاصله کمتر نسبت به فیبرهای زیر دریا، تاخیر ناشی از فاصله‌های طولانی را تا 50 درصد کاهش دهند.»
ماهواره‌های استارلینک با لیزر به هم وصل می‌شوند
اولین سری از ماهواره‌های لیزری استارلینک در ماه ژانویه 2021 به مدار قطبی زمین فرستاده شد. شرکت تحقیقاتی Moffett Nathanson در ماه آوریل 2021 در گزارشی مدعی شد که تجهیزات لیزری برای دستیابی به هدف استارلینک به منظور پوشش سراسری اینترنت ماهواره‌ای بر فراز اقیانوس‌ها و قطب‌ها ضروری است.
این شرکت در ادامه گزارش خود آورده بود: «نمی‌توان اهمیت وصل کردن ماهواره‌ها به یکدیگر را دست‌کم گرفت. این پیوندهای داخلی نه تنها اجازه می‌دهند از ظرفیت هدررفته ماهواره‌ها در مناطقی که ایستگاه زمینی ندارند، بهینه‌تر استفاده شود، بلکه امکان سرویس‌دهی به مناطقی را فراهم می‌کنند که برپایی ایستگاه‌های زمینی در آن‌ها غیرممکن است.»
سرویس استارلینک تاکنون ارتباط ماهواره‌ای کاربران را از طریق ایستگاه‌های زمینی ممکن می‌کرد. این ایستگاه‌ها داده‌ها را به سرورهای اینترنتی می‌بردند و دوباره به ماهواره برمی‌گرداندند تا ارتباط تکمیل شود. اما ساختن این ایستگاه‌های زمینی در همه نقاط زمین از جمله در نقاط دورافتاده و قطبی ممکن نیست. در نتیجه، ماهواره‌ها با لینک داخلی لیزری می‌توانند با سایر ماهواره‌ها ارتباط برقرار کرده و این چرخه را از مسیر دیگری تکمیل کنند.
ارتباطات لیزری همچنین می‌توانند با کمک پیشرفت‌های فناوری که اجازه کنترل دقیق‌تر پرتوها را می‌دهند، دسترسی به پهنای باند بالاتر را ممکن کنند. «بری ماتسوموری»، مدیرعامل شرکت ارتباطات اپتیکال BridgeComm می‌گوید: «ما به‌طور معمول به نرخ 100 گیگابیت بر ثانیه دسترسی داریم. ولی داریم به سمت استفاده از نرخ‌های ترابیتی پیش می‌رویم.»
ماتسوموری می‌گوید اگر واقعا به سرعت بالایی، مثلا بالاتر از 10 گیگ بر ثانیه، نیاز دارید، فرکانس‌های رادیویی نمی‌توانند پاسخگوی شما باشند. چون تمام بخش‌های قابل استفاده از طیف فرکانس رادیویی از قبل به بخش‌های مختلف تخصیص داده شده است.
ساخت ماهواره‌های لیزری پرهزینه‌تر است
افزون بر این، لیزرها را می‌توان به‌طور دقیق به گیرنده‌ها هدایت کرد، اما امواج رادیویی به‌صورت همگانی پخش می‌شوند و داده‌ها را در معرض ریسک بالاتری برای شنود قرار می‌دهند. «گویین شاتول»، مدیر ارشد عملیات اسپیس ایکس پیش‌تر در ماه اوت 2021 گفته بود که عرضه فناوری لیزری باعث کاهش سرعت پرتاب ماهواره‌های این شرکت شده است. به‌علاوه، او در کنفرانس سمپوزیوم فضا در کلرادو گفته بود که تولید ترمینال‌های لیزری هزینه بالاتری دارد.
Mynaric یکی از شرکت‌هایی است که در زمینه ارتباطات لیزری میان ماهواره‌ها فعالیت می‌کند و با دارپا در دولت آمریکا در پروژه‌ای مشارکت دارد که هدف آن ساخت گره‌هایی به منظور ترجمه اطلاعات در شبکه ماهواره‌های مداری است. این پروژه با همکاری شرکت‌های دیگری از جمله اینتل در دست اجرا قرار دارد. با این حال، ماتسوموری و مدیرعامل Mynaric می‌گویند نباید در سطح زمینی انتظارات زیادی از ارتباطات لیزری داشته باشید. عمده تفاوت این فناوری به سطح جو زمین برمی‌گردد.
اگرچه ماهواره‌های جدید اسپیس ایکس پیشرفت‌های فنی زیادی را به همراه دارند، ولی یکی از مشکلات نسل قبلی این ماهواره‌ها را برطرف نمی‌کنند. منجمان مدت‌هاست که از درخشندگی بالای این تجهیزات ارتباطی گلایه دارند و ادعا می‌کنند که این ماهواره‌ها می‌توانند در رصدهای آن‌ها خلل ایجاد کنند. با توجه به شمار روزافزون ماهواره‌های استارلینک به نظر می‌رسد که اقدامی جدی‌تر باید برای رفع این مشکل در نظر گرفته شود.
